第10章 變頻器的安裝、抗干擾及與PLC連接

第10章變頻器的安裝、抗干擾及與PLC連接徐建英第10章變頻器的安裝、抗干擾及與PLC連接10.1變頻器的安裝10.2變頻器的抗干擾10.3變頻器與PLC連接10.1變頻器的安裝10.1.1主回路的接線10.1.2控制回路的接線10.1.3變頻器的安裝10.1變頻器的安裝端子符號(hào)端子名稱說明R、S、T主電路電源端子連接三相電源U、V、W變頻器輸出端子連接三相電動(dòng)機(jī)P1、P(+)直流電抗器連接端子改善功率因數(shù)的電抗器P(+)，DB外部制動(dòng)電阻器連接端子連接外部制動(dòng)電阻(選用件)P(+)，N(-)制動(dòng)單元連接端子連接外部制動(dòng)單元PE變頻器接地端子變頻器機(jī)殼的接地端子10.1.1主回路的接線10.1變頻器的安裝10.1.1主回路的接線①輸入電源必須接到R、S、T上，輸出電源必須接到端子U、V、W上，若錯(cuò)接，會(huì)損壞變頻器。②為了防止觸電、火災(zāi)等災(zāi)害和降低噪聲，必須連接接地端子。當(dāng)變頻器和其他設(shè)備，或有多臺(tái)變頻器一起接地時(shí)，每臺(tái)設(shè)備應(yīng)分別和地相接，而不允許將一臺(tái)設(shè)備的接地端和另一臺(tái)的接地端相接后再接地。③端子和導(dǎo)線的連接應(yīng)牢靠，要使用接觸性好的壓接端子。④配完線后，要再次檢查接線是否正確，有無(wú)漏接現(xiàn)象，端子和導(dǎo)線間是否短路或接地。⑤通電后，需要改接線時(shí)，即使已經(jīng)關(guān)斷電源，一般也應(yīng)等5分鐘后進(jìn)行操作。10.1變頻器的安裝10.1.1主回路的接線主回路電線壓降△U≤（2~3）%UN 主回路電線的電阻值必須滿足下式：R0≤(1000×△U)／(IMNL) 式中R0—單位長(zhǎng)度電線的電阻(Ω／km)；△U—容許線間電壓降(V)；L—每相電線的鋪設(shè)距離(m)IMN—電動(dòng)機(jī)的額定電流(A)。10.1變頻器的安裝[例]按下列條件選擇主回路電線：220V供電，籠型電機(jī)7.5kW、4極、額定電流33A，電線的鋪設(shè)距離50m，電壓降在額定電壓的2％以內(nèi)。 解：(1)求額定電壓下的容許電壓降。 容許電壓降△U

＝2％×220＝4.4(V)(2)求容許壓降以內(nèi)的電線電阻值。(3)根據(jù)計(jì)算出的電阻選用導(dǎo)線。查表（P243）選擇電線電阻1.54Ω／km以下的電線，截面積為16mm2。10.1變頻器的安裝10.1.2控制回路的接線變頻器的控制信號(hào)是微弱的電壓、電流信號(hào)，所以與主回路不同，對(duì)于電線的選擇和鋪設(shè)要增加干擾對(duì)策和規(guī)程等。模擬量控制線模擬信號(hào)的抗干擾能力較低，因此必須使用屏蔽線。屏蔽線靠近變頻器的一段接在控制電路的公共端（COM），而不要接到地端（PE），屏蔽線另一端應(yīng)該懸空。布線時(shí)，盡量遠(yuǎn)離主電路100mm以上?？刂齐娎|的布線盡可能遠(yuǎn)離供電電源線，使用單獨(dú)的走線槽。在必須與電源線交叉時(shí)，采取垂直交叉的方式。開關(guān)量控制線開關(guān)量的抗干擾能力較強(qiáng)，在距離不遠(yuǎn)時(shí)，允許不使用屏蔽線，但同一信號(hào)的兩根線必須互相絞在一起。10.1變頻器的安裝10.1.3變頻器的安裝裝設(shè)變頻器的場(chǎng)所條件有：1)電氣室應(yīng)濕氣少、無(wú)水浸入。2)無(wú)爆炸性、燃燒性或腐蝕性氣體和液體，粉塵少。3)裝置容易搬入安裝。4)應(yīng)有足夠的空間，便于維修檢查。5)應(yīng)備有通風(fēng)口或換氣裝置以排出變頻器產(chǎn)生的熱量。6)應(yīng)與易受變頻器產(chǎn)生的高次諧波和無(wú)線電干擾影響的裝置分離。7)安裝在室外必須單獨(dú)按照戶外配電裝置設(shè)置。10.1變頻器的安裝10.1.3變頻器的安裝變頻器長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行所必須的環(huán)境條件有：1.周圍溫度：變頻器運(yùn)行中周圍溫度的容許值多為0～40℃或－10～50℃，避免陽(yáng)光直射。2.周圍濕度：注意防止水或水蒸氣直接進(jìn)入變頻器內(nèi)，以免引起漏電，甚至打火，擊穿。而周圍濕度過高，也可使電氣絕緣降低和金屬部分的腐蝕。為此，變頻柜安裝平面應(yīng)高出水平地面800mm以上。3.周圍氣體：作為室內(nèi)設(shè)置，其周圍不可有腐蝕性、爆炸性或燃燒性氣體。還要選擇粉塵和油霧少的設(shè)置場(chǎng)所。4.振動(dòng)：振動(dòng)會(huì)使得繼電器等器件誤動(dòng)作，變頻器不能穩(wěn)定運(yùn)行。對(duì)于機(jī)床、船舶等事先能預(yù)測(cè)振動(dòng)的場(chǎng)合，必須選擇有耐振措施的機(jī)種。5.海拔高度：海拔高度多規(guī)定在1000m以下。海拔高則氣壓下降，容易絕緣破壞，另外高海拔區(qū)空氣稀薄，散熱差。10.1變頻器的安裝10.1.3變頻器的安裝安裝方法(1)把變頻器用螺栓垂直安裝到堅(jiān)固的物體上，而且從正面就可以看見變頻器正面的文字位置，不要上下顛倒或平放安裝。(2)變頻器在運(yùn)行中會(huì)發(fā)熱，要確保冷卻風(fēng)道暢通。由于變頻器內(nèi)部熱量從上部排出，所以不要安裝到不耐熱的機(jī)器下面。(3)變頻器在運(yùn)轉(zhuǎn)中，散熱片的附近溫度可上升到90℃，變頻器背面要使用耐溫材料。(4)安裝在控制箱內(nèi)時(shí)，要充分注意換氣，防止變頻器周圍溫度超過額定值。不要放在散熱不良的小密閉箱內(nèi)。10.2變頻器的抗干擾1.外來干擾

變頻器采用了高性能微處理器等集成電路，對(duì)外來電磁干擾較敏感，會(huì)因電磁干擾的影響而產(chǎn)生錯(cuò)誤，對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)造成惡劣影響。外來干擾多通過變頻器控制電纜侵入，所以鋪設(shè)控制電纜時(shí)必須采取充分的抗干擾措施。在變頻器的輸入電路中接入交流電抗器，可有效地抑制干擾。前述中控制電路接線所采取的措施，就是為了提高變頻器的抗干擾能力。2.變頻器產(chǎn)生的干擾

變頻器的輸入和輸出電流的波形都不是標(biāo)準(zhǔn)正弦波，含有很多高次諧波成分。它們將以空中輻射、線路傳播等方式把自己的能量傳播出去，對(duì)周圍的電子設(shè)備、通信和無(wú)線電設(shè)備的工作形成干擾。如圖1所示。在裝設(shè)變頻器時(shí)，應(yīng)考慮采取抗干擾措施，削弱干擾信號(hào)的強(qiáng)度。例如，對(duì)于通過輻射傳播的無(wú)線電干擾信號(hào)，可采用屏蔽、裝設(shè)抗干擾濾波器等措施來削弱干擾信號(hào)。如圖2所示。10.2變頻器的抗干擾圖2無(wú)線電干擾對(duì)策圖1變頻器對(duì)外部的干擾示意圖10.2變頻器的抗干擾3．抑制諧波干擾常用的方法 諧波的傳播途徑是傳導(dǎo)和輻射，解決傳導(dǎo)干擾主要是在電路中把傳導(dǎo)的高頻電流濾掉或者隔離；解決輻射干擾就是對(duì)輻射源或被干擾的線路進(jìn)行屏蔽。具體常用方法：(1)變頻系統(tǒng)的供電電源與其他設(shè)備的供電電源相互獨(dú)立，或在變頻器和其他用電設(shè)備的輸入側(cè)安裝隔離變壓器，切斷諧波電流。(2)在變頻器輸入側(cè)與輸出側(cè)串接合適的電抗器，或安裝諧波濾波器，濾波器的組成必須是LC型，吸收諧波和增大電源或負(fù)載的阻抗，達(dá)到抑制諧波的目的。(3)電動(dòng)機(jī)和變頻器之間電纜應(yīng)穿鋼管敷設(shè)或用鎧裝電纜，并與其他弱電信號(hào)在不同的電纜溝分別敷設(shè)，避免輻射干擾。(4)信號(hào)線采用屏蔽線，且布線時(shí)與變頻器主回路控制線錯(cuò)開一定距離(至少20cm以上)，切斷輻射干擾。(5)變頻器使用專用接地線，且用粗短線接地，鄰近其他電器設(shè)備的地線必須與變頻器配線分開，使用短線。這樣能有效抑制電流諧波對(duì)鄰近設(shè)備的輻射干擾。10.3變頻器與PLC連接10.3.1MM440變頻器在工業(yè)洗衣機(jī)上的應(yīng)用10.3.2MM440變頻器在電梯上的應(yīng)用10.3變頻器與PLC連接10.3.1MM440變頻器在工業(yè)洗衣機(jī)上的應(yīng)用10.3變頻器與PLC連接10.3.1MM440變頻器在工業(yè)洗衣機(jī)上的應(yīng)用主要的參數(shù)設(shè)置如下：P0700=2命令源選擇數(shù)字量輸入端子P0705=1數(shù)字量輸入5設(shè)置為起動(dòng)/停止控制P0706=12數(shù)字量輸入6設(shè)置為反轉(zhuǎn)控制P0731=53.6數(shù)字量輸出1設(shè)置為變頻器輸出到達(dá)設(shè)定值P0732=52.3數(shù)字量輸出2設(shè)置為故障P0601=1使能PTC溫度傳感器功能P1300=20控制方式選擇無(wú)速度傳感器矢量控制電動(dòng)機(jī)上內(nèi)置PTC溫度檢測(cè)器，PTC直接接到變頻器上，當(dāng)電動(dòng)機(jī)過熱時(shí)通過變頻器停止其輸出并產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。變頻器上的繼電器輸出信號(hào)在輸出設(shè)定值到達(dá)時(shí)或有故障產(chǎn)生時(shí)輸出信號(hào)作為顯示用。10.3變頻器與PLC連接主要的參數(shù)設(shè)置如下（續(xù)）：P1000=23頻率給定源設(shè)置為固定頻率+模擬量P0701=17數(shù)字量輸入1選擇固定頻率P0702=17數(shù)字量輸入2選擇固定頻率P0703=17數(shù)字量輸入3選擇固定頻率P1001=5固定頻率1設(shè)置為5HzP1002=20固定頻率2設(shè)置為20HzP1003=40固定頻率3設(shè)置為40HzP1004=60固定頻率4設(shè)置為60HzP1005=80固定頻率5設(shè)置為80HzP1006=100固定頻率6設(shè)置為100HzP1007=150固定頻率7設(shè)置為150Hz洗滌和脫水過程中通過數(shù)字量輸入控制固定頻率設(shè)定。模擬量輸入作為附加給定，與固定頻率設(shè)定疊加，滿足特殊洗滌要求，例如洗滌絲綢時(shí)的要求。10.3變頻器與PLC連接主要的參數(shù)設(shè)置如下（續(xù)）：P1124=722.3通過數(shù)字量輸入4選擇點(diǎn)動(dòng)斜坡時(shí)間/常規(guī)斜坡時(shí)間P0704=99設(shè)定數(shù)字輸入4為BICO功能P1060=20點(diǎn)動(dòng)斜坡上升時(shí)間為20sP1061=20點(diǎn)動(dòng)斜坡下降時(shí)間為20sP1120=1斜坡上升時(shí)間為1sP1121=1斜坡上升時(shí)間為1s通過數(shù)字量輸入控制加減速時(shí)間，兩個(gè)斜坡升降時(shí)間可以選擇。10.3變頻器與PLC連接10.3.2MM440變頻器在電梯上的應(yīng)用10.3變頻器與PLC連接10.3.2MM440變頻器在電梯上的應(yīng)用MM440主要參數(shù)設(shè)置如下（P208電梯控制）：P0700=2命令源選擇端子排輸入P1000=3頻率給定選擇為來源于固定頻率P0701=16數(shù)字量輸入1功能設(shè)置P0702=16數(shù)字量輸入2功能設(shè)置設(shè)置為固定頻率設(shè)定值（直接選擇+ON命令）P1001=50固定頻率1為50HzP1002=6固定頻率2為6HzP0703=12數(shù)字量輸入3設(shè)置為反轉(zhuǎn)P0705=25數(shù)字量輸入5控制直流制動(dòng)使能P1300=20變頻器控制方式設(shè)置為無(wú)速度傳感器的矢量控制10.3變頻器與PLC連接10.3.2MM440變頻器在電梯上的應(yīng)用MM440主要參數(shù)設(shè)置如下（續(xù)）：P0731=52.3數(shù)字量輸出1設(shè)置為變